La parola “cogenerazione” indica la possibilità di sfruttare una risorsa energetica per produrre energia elettrica e termica, con conseguenti benefici economici e ambientali. Le microturbine cogenerative alimentate a gas naturale installate nella SPM permetto di sfruttare l’energia chimica del combustibile per produrre:
- energia elettrica, iniettata nella rete di distribuzione;
- energia termica, usata per integrare la produzione dei due boiler durante i mesi più freddi e come sorgente per i chiller ad assorbimento (per la produzione di potenza di raffreddamento) durante i mesi più caldi.
Le due microturbine hanno una potenza elettrica e termica complessiva rispettivamente di 130 kW e 224 kW.
Le turbine installate sono Capstone C65 CHP (Combined Heat and Power). Sono caratterizzate dai dati di performance riportati nella Tabella 1 (alla temperatura ambiente di 15 °C e al livello del mare, considerando il 60% di umidità relativa per il modello C65).
Le turbine a gas sono di dimensione compatta, con un basso peso, ridotta rumorosità e richiedono poca manutenzione. L’energia elettrica prodotta dalle macchine è usata per soddisfare i carichi elettrici del Campus. Le turbine a gas sono anche equipaggiate di un by-pass in modo da scaricare gli esausti direttamente in atmosfera, in assenza di carico termico.
Il sistema di controllo e di acquisizione dei dati delle turbine a gas è connesso alla Control Room della SPM; in particolare, il sistema di controllo può ricevere un set-point esterno di potenza attiva in modalità a priorità elettrica o un set point di temperatura dell’acqua in uscita dai recuperatori delle turbine in priorità termica.
Dati delle micro-turbine a gas CHP
Potenza elettrica nominale 65 kWe
Potenza termica nominale 112 kWth
Consumo di combustibile 23 m3/h
Portata degli esausti 0.49 kg/s
Efficienza complessiva maggiore dell’ 85 %
Efficienza elettrica 29 %
Temperatura di uscita degli esausti 309 °C
All’interno della SPM sono presenti due impianti di refrigerazione ad assorbimento. L’installazione di tali impianti (tecnicamente chiamati “chiller ad assorbimento”) consente, a fronte di un consumo molto ridotto di energia elettrica, di sfruttare, durante i mesi più caldi, il calore generato dalle microturbine (altrimenti disperso nell’ambiente, in quanto non necessario per il riscaldamento) per il raffrescamento degli edifici. Il sistema microturbine – teleriscaldamento – chiller ad assorbimento costituisce un sistema di trigenerazione, in quanto permette di produrre energia elettrica, di riscaldare (in inverno) e di raffrescare (in estate) utilizzando un’unica fonte. Ciascun chiller impiega una tecnologia ad assorbimento con una soluzione acquosa di bromuro di litio e ha una potenza nominale di circa 70 e 150 kW termici.